[发明专利]可移动式交直流多端口柔性控制器及合解环启停方法

说明书

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种可移动式交直流多端口柔性控制器及合解环启停方法，柔性控制器包括两个模块化多电平换流器MMC，两个模块化多电平换流器MMC背靠背连接，两个模块化多电平换流器MMC的交流侧分别连接联络开关S1、S2进行投切对两个交流端口AC1和AC2进行移动；两个模块化多电平换流器MMC的直流侧通过多个串联输入并联输出的双有源桥变换器DAB进行DC/DC变换，DAB输出端通过联络开关S3投切后用于连接直流端口DC；MMC采用功率解耦控制策略，DAB采用单移相控制方式。本发明通过在联络开关处投切，自由改变在配电网中的接入位置，配合启停控制方法实现全部或任意两个端口间的柔性连接，提高了系统的灵活性、稳定性、可靠性。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种可移动式交直流多端口柔性控制器及合解环启停方法。

背景技术

配电网作为整个输电系统中的最后一环，承担着将电能分配至用户的重要任务，但我国的配电网在发展过程中存在运行结构不灵活、对自身控制能力不足等诸多问题，随着未来更多分布式电源(distributed generation,DG)接入，这些问题将更加突出，无法满足未来配电网发展对高可靠性、安全性、灵活性的需求。随着近年来电力电子技术的发展，配电系统中出现了许多新型柔性配电设备，柔性控制器(flexible control device，FCD)的概念也应运而生，通过替代配电网中原有的联络开关、变压器等一次设备，不仅可以优化网络结构，还可以提高配电网整体的调控能力。柔性控制器作为一种配电网软连接装置，具有灵活调控自身功率，优化配电网潮流分布，提高系统电能质量的作用，其装置设计和控制设计是重要的研究内容。目前，柔性控制器装置的设计大都为固定式两端口形式，背靠背模块化多电平变流器(back-to-back modular multilevel converter，BTB-MMC)拓扑得到最为广泛的关注，采用BTB-MMC结构具有功率灵活控制、交直流解耦、故障穿越能力强等优点。但BTB-MMC结构只能用于双端交流互联，应用场景有限。为了适应多端多电压等级互联、交直流混联等更加复杂的配电网柔性互联场景，需要进一步研究端口数更多、功能更全面、可靠性更高、适用范围更广的新型柔性控制器拓扑。文献“张国驹,裴玮,申磊,李宁宁,邓卫.应用于配电网三端柔性互联的三角形交交变换器[J].电力系统自动化,2021,45(08):32-40”提出一种三角形交交变换器能够实现三端交流柔性互联并减少一半桥臂数量，但无法用于交直流混联场景且端口电流存在耦合。文献“杨万里,涂春鸣,兰征,肖凡,郭祺,王鑫.基于储能型柔性多状态开关的直流微电网与交流配电网柔性互联策略[J].电力自动化设备,2021,41(05):254-260.”提出一种可以交直流混联的三端口柔性控制器结构，但仍是固定接入配电网中，无法灵活选择接入点，优化能力受到安装位置的限制。

针对上述柔性控制器装置，普遍存在以下问题：

(1)现有的柔性控制器装置位置固定、无法自由选择安装位置、拓扑结构简单、功能单一、控制灵活性弱，难以适应复杂多变的实际配电网运行场景，适用场景窄。

(2)现有的柔性控制器控制方式设计大都针对双端交流或多端交流拓扑进行设计，针对复合型多端口结构的柔性控制器交直流端口间如何配合控制的研究较少，交直流混合多端口的合解环启停控制方法更为复杂，目前缺乏移动式柔性控制器接入配电网的合解环启停控制方法研究。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可移动式交直流多端口柔性控制器及合解环启停方法，实现交直流多端口柔性互联，适用场景宽，通过联络开关自由改变在配电网中的接入位置，配合启停控制方法减小合解环过程的冲击，提高配电网的稳定性。